DE2019968B2 - Sprengstoffmischung hoher brisanz und hoher gesamtenergie und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

eignen sie sich weniger gut in solchen Fällen, in denen

eine Streuwirkung innerhalb eines weiteren Bereiches

im USA.-Patent 2 836 434 von Streng und mit höchstens verhältnismäßig geringer Intensität crr s h e η b a u m ist ein Sprengstoff beschrieben, 60 wünscht ist. Um solche weicheren Ziele in einem be- :r aus 38 bis 49 Gewichtsprozent feinverteiltem AIu- deutend größeren Areal zu zerstören, muß die Sprenginium, 20 bis 43% eines Oxydationsmittels wie dauer beträchtlich vergrößert werden. Die Energie der mmoniumnitrat und etwa 28% Wasser bestellt, so üblichen hochbrisanten Sprengstoffe wird innerhalb iß das Verhältnis von Aluminium zu Wasser in der einer sehr kurzen Zeitdauer in Freiheit gesetzt, und der rößenordnung von 1,4 bis 1.5 liegt. Dabei ist auch die 65 zur Zerstörung weicher Ziele erforderliche Druck wird !rwendung von Emulsionsmilteln vorgeschlagen wor- nicht so lange aufrechterhalten, wie es erwünscht ist, n, um eine Dispergierung des feinvcrteilten Materials um eine Zerstörung oder Vernichtung in einiger Entunterstützen, obwohl Eimilsionsmitlcl oft in Slurry- ferniing vom Dctonationszcntriim zu erreichen.

3 4

Gegenstand der Erfindung ist es, Sprengstoffmi- Aluminiumgehalt, aber niedrigem Wassergehalt, der ir

schlingen zu schaffen, welche sich hinsichtlich der der üblichen Weise zu einer stabilen Masse verdickt ist

hohen Brisanz oder der Detonauonswirkung dem mehrere ausgezeichnete Vorteile beim Sprengen, ins·

Trinitrotoluol nähern, aber diese Wirkung innerhalb besondere gegenüber weichen Zielen, bietet. DieExploeines größeren Radius ausüben. Eine wichtige Tat- 5 sivstoffe gemäß der Erfindung haben eine überaus

sache der vorliegenden Erfindung besteht in der Ent- große Gesamtenergie, die höher ist als diejenige vor

deckung, das Sprengstoffe von der Art eines viskosen Trinitrotoluol. Dabei sind sie verhältnismäßig billig,

Gels oder einer Aufschlämmung, die als Grundstoff Sie können am Ort der Anwendung hergestellt wer-

kräftig wirkende anorganische oxydierende Salze ent- den, indem man kritische Verhältnisse der bekannten halten, in Kombination mit großen Mengen metalli- io Hauptbestandteile anwendet. Weitere Verbesserungen

sehen Aluminiums die oben beschriebene Flächen- lassen sich erzielen durch die Verwendung sorgfältig

Sprengwirkung in gutem Maße aufweisen. gewählter Mengenverhältnisse besonders wirksamer

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Spreng- Verdickungsmittel, welche alle Merkmale besitzen, die

Stoffmischung gemäß der Erfindung aus sie zur Erzielung der erforderlichen physikalischen Ei-

a) 45 bis 55 Gewichtsprozent eines starken anorgani- ¹⁵ genschaften des Slurrysprengstoffes besonders geeignet sehen Oxydationsmittels, von dem mindestens machen.

2 Drittel Ammoniumnitrat sind ^Bei graphischer Darstellung des Druckes in Ab-

b) 32 bis 43 % feinverteiltem Aluminium, hängigkeit von der Zeit zeigen d.e neuen Massen etwas

c) 11 bis 18 % einer zum größeren Teil aus Wasser niedrigere Druckspitzen als Tr.nitrotuolol an den dem bestehenden Flüssigkeit, deren Rest eine wasser- ²° Detonationszentrum nahegelegenen Punkten Wahlösliche, organische Flüssigkeit, wie Äthylenglykol, ^rend Jfdoch die Druckkurve bei Trinitrotoluol rasch darstellt und ^vom Höchstwert auf Null absinkt, zeigen Massen ge-

d) einem hitzebeständigen,gelbildenden Verdickungs- ^mäß vorliegender Erfindung eine Druck-Zeitkuive, die mittel, das aus einem vernetzten Guarangummi ^{einen etwas} niedrigeren Anfangsdruck als bei Tnnitro- und nichtvernetztem Xanthangummi besteht, der ^{25 toluo1 zei}8¹' ^{aber die} einen verhältnismäßig hohen durch bakterielle Wirkune aus einem Poly- Druckbereich während einer bedeutend längeren Zeitsaccharid hergestellt ist " dauer auf rechterhält. Die Ergebnisse in diesem Kurvenbereich, die ein Maß für die freigewordene Gesamt-

Es ist bekannt, daß man eine hohe Gesamtenergie energie darstellen, sind bei den neuen Slurrysprengstof-

erzielen kann, wenn man kleine Mengen Wasser und 30 fen gemäß vorliegender Erfindung erheblich größer als

Aluminium mit großen Mengen von Oxydationsmitteln bei Trinitrotoluol.

wie z. B. Ammoniumnitrat (AN) reagieren läßt. Mas- Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in graphischer

sen dieser soeben erwähnten Art haben eine umfas- Darstellung Druck-Zeitkurven, wobei geschmolzenes

sende Verwendung für Sprengzwecke, insbesondere Trinitrotoluol mit Massen gemäß der Erfindung ver-

für Sprengungen in hartem Felsgestein, beim Ausspren- 35 gliechen ist.

gen großer Hohlräume in Felsen u. dgl. gefunden. In Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die

manchen Fällen sind selbstexplodierende Stoffe wie Beispiele näher beschrieben.

Trinitrotoluol in granulierter Form mit derartigen . I₁

Schlammsprengstoffen mit gutem Ergebnis kombiniert Beispiel 1

worden. Es ist bekannt, daß manche dieser Mittel eine 40 Die Masse wurde aus folgenden Ausgangsstoffen in

höhere Gesamtenergie (Q) besitzen als vergleichbare den angegebenen Gewichtsprozenten hergestellt:

Gewichtsmengen an Trinitrotoluol u. dgl. Ammoniumnitrat 50 0

Es ist auch bekannt daß die Verwendung von Ver- tZ^iZrnniurn \ V. V. V. V. V. fsfi

dickungsmittel zum Stabilisieren solcher Massen in ^, 24 0

voSah is?" ^{GrundwasSer bZW}· ^{in Bohrlöchern sehr 45} Verdickungsstabilisator*' (vgl. unten) ljo

Massen dieses eben beschriebenen Typs bilden die insgesamt 100,0

Grundlage für die gewöhnliche, weit verbreitete und Auf Grund des Zusatzes einer so hohen prozentualen

erfolgreiche Anwendung von Slurrysprengstoffen. Menge von Aluminium und angesichts der Tatsache, Die meisten derartigen Massen besitzen einen ver- 50 daß die Sauerstoffbilanz der Masse etwa minus 22% hältnismäßig niedrigen Aluminiumgehalt, der gewöhn- beträgt, würde man nicht erwarten, daß diese besondere lieh unter 15 bis 20 Gewichtsprozent liegt. Hierfür gibt Masse eine außerordentliche hohe Sprengkraft besitzt, es verschiedene Gründe. Aluminium ist einer der teuer- wie sie zur Sprengung innerhalb eines breiten Gebietes sten Rohstoffe in Sprengstoffmischlingen des Slurry- wie oben beschrieben erforderlich ist. Diese Masse crtyps. Wenn er fein verteilt ist, reagiert er sehr leicht mit 55 wies sich jedoch bei den im folgenden beschriebenen Wasser. Obwohl einige Veröffentlichungen und Pa- Versuchen als außerordentlich wirksam. Das Hersteltente die Verwendung von mehr als 20 oder 25% AIu- längsverfahren war folgendes:

minium erwähnen, hat die Technik es aus praktischen Eine Vormischung von Aluminium und dem Ver-

oder wirtschaftlichen Gründen nicht für erwünscht dickungsmittel, welches in diesem FalleineKombination empfunden, derartige Mengen zu verwenden. Überdies 60 eines spezialbehandelten selbstvernelzenden Gummis ist Aluminium, besonders wenn es einen feineren Mahl- mit einer geringen Menge von Ammoniumphosphat grad aufweist, wie z. B. sogenannte Mal- oder Pigment- darstellte, um eine Reaktion zwischen dem Wasser und feinhcit, in wäßrigen Systemen schwierig in großen dem Aluminium zu verhindern, wurde in einen Misch-Mengen zu dispergieren; für gute Empfindlichkeit des trichter eingefüllt. In diesem Trichter wurde diese Mi-Sprengstoffes ist es vorzuziehen, daß das Aluminium 65 schung.mil einer gesättigten wäßrigen Lösung von in der wäßrigen Phase nicht völlig benetzt ist. Ammoniumnitrat in einem solchen Verhältnis ver-

Aus den obigen Gründen war es überraschend fest- mengt, daß ein dünner Schlamm mit dem Aluminium zustellen, daß ein verdickter Schlamm mit hohem gebildet wurde. Dieser Schlamm wurde anschließend

5 6

durch Zusatz von trockenen Kügelchen von Ammo- betrug im Vergleich zu Trinitrotoluol bei gleicher Ge-

niumnitrat verdickt, um so den gesamten Ammonium- wichtsmenge 1,45. Die Masse nach Beispiel 2 detoniert

nitratgehalt auf 50¹Y₀ zu erhöhen. Der so zusammenge- nicht in einem 51mm messenden Stahlrohr, das mit

setzte Schlamm wurde dann einige Sekunden lang einer Kappe versehen ist und mit einer 3O,O6kalibrigen

durchgemischt, um ihn glatt und homogen zu machen. 5 Flintenkugel aus einer Entfernung von 22,85 m be-

Dann wurde er unmittelbar, bevor das Verdickungs- schössen wird.

mittel voll zur Wirkung gelangte, abgepumpt und kon- Das in den Beispielen 1 und 2 verwendete Verdiktinuierlich durch einen langen Gummischlauch an den kungsmittel bestand aus einer Kombination einer klei-Ort seiner Verwendung gedrückt. Im Augenblick seiner nen Menge eines handelsüblichen Guarangummis, der Auslieferung, d. h. etwa 30 Sekunden nach dem Zu- io in einer wäßrigen Lösung dispergiert war, wodurch sammenbringen der Ausgangsstoffe, war der Schlamm diese genügend verdickt war, um Gasblasen in feiner noch ziemlich flüssig und noch pumpfähig; er besaß Verteilung festzuhalten, ferner einer kleinen Menge ein Viskosität in der Größenordnung von etwa 3000cps. eines selbstvernetzenden Guarangummis. der als Nachdem der an den Ort seiner Verwendung gepumpte Schlammverdickungsmittel sehr wirksam ist und eine Schlamm 15 Minuten lang zur Ruhe gekommen war, 15 kautschukartige Struktur, aber eine geringe Lagerungshalte die Vernetzungsreaktion des Verdickungsmittels beständigkeit aufweist, und schließlich einer kleinen in genügendem Maße gewirkt, so daß die gesamte Menge eines sogenannten Xanthangummis. Er ist Schlammasse zu einer steifen kautschukartigen Konsi- durch bakterielle Wirkung aus einem Polysaccharidstenz geliert war. Nach einem weiteren Absetzen wurde material wahrscheinlich Guarangummi hergestellt, die Masse noch etwas härter und zäher, so daß sie sich 20 Dieser letztere besitzt einen sehr wirksamen Stabiliin ihrer Konsistenz derjenigen von gewöhnlichem sierungseffekt, so daß das verdickte Gel seine zähe Radiergummi näherte. kautschukartige Struktur während längerer Lagerungs-Infolge seiner ursprünglichen Flüssigkeit kann das zeiten selbst bei höheren Temperaturen beibehält. Eine Material bequem ausgegossen oder in Behälter, wie bei- ebenfalls verwendete geringe Menge von Borsäure spielsweise Bomben, gepumpt werden. Die Wahl eines 25 unterstützt die Vernetzung und trägt ebenfalls zur wirksamen stabilen Verdickungsmittels ist sehr wichtig. chemischen Stabilität bei, indem sie die Reaktion zwi-Wenn der Schlamm zu einer steifen kautschukartigen sehen dem feinen Aluminium und dem Wasser zurück-Konsistenz sich verdickt und diese Beschaffenheit be- drängt.

hält, kann er in Flugzeugen transportiert werden, ohne Die Zusammensetzungen nach Beispiel 1 und 2 wureine Veränderung des Gravitationszentrums befürch- 30 den geprüft, um die kleinsten erforderlichen Ladungsten zu müssen, was beim Lufttransport ein ernstes mengen festzustellen. Die Ladungen wurden aus einer Problem darstellt. Die militärischen Verwendungs- geschmolzenen 50: 50 Pentolitmasse hergestellt (50°/₀ zwecke für derartige Explosivmischungen umfassen PETN und 50% Trinitrotoluol). Diese Masse wurde in große Bomben und ähnliche Behälter. Für praktische ein Stahlrohr mit einem Durchmesser von 4,95 cm Zwecke ist die Masse nach Beispiel 1, nachdem sie sich 35 und einer Wandstärke von 6,35 mm eingegossen, das eine kurze Zeit lang abgesetzt hat, im wesentlichen als Behälter für die Ladung diente. Eine Ladung von ebenso beständig wie feste Sprengstoffe, beispielsweise 80 g, die der Zusammensetzung nach Beispiel 2 entgegossenes Trinitrotoluol, was die Handhabung oder sprach, detonierte bei 20°, nicht. Eine Ladung von Versendung anlangt. 90 g detonierte bei ebenfalls 20^p und eine 100-g-Ladung

Es wurde gefunden, daß die Masse gegenüber den 40 detonierte bei 5°.

üblichen 30kalibrigen Flintenkugeln nicht stoßemp- Eine allgemeine Mischvorschrift ist oben angegeben,

findlich war. Ebenso war sie bei 20° nicht gegenüber Ein spezielles Mischverfahren ist das folgende:
elektrischen Zündhütchen Nr. 6 empfindlich. DieMasse

und al! ihre Zusatzstoffe sind nicht giftig. Daher kann 1. Die Oxydationslösung und die begleitenden Krisie ohne besondere Bekleidungserfordernisse gehand- 45 stalle werden in einem Aluminiumtopf oder einen habt werden. Wenn sie verschüttet wird, besteht keine solchen aus rostfreiem Stahl passender Größe einGefahr einer Verunreinigung oder einer Gefährdung gebracht und erhitzt, bis sich die Kristalle sämtlich von Personen, und die verschütteten Mengen können gelöst haben. Es sollte nicht nötig sein, die Temleicht mit Wasser beseitigt werden. peratur für diesen Zweck über 40° zu steigern. ^ . . , „ 50 Dann läßt man die Lösung bis etwa 35 bis 50° ab-^BeisP^ie12 kühlen.

Eine weitere ähnliche aber zähflüssigere Masse wird 2. Man setzt das trockne Oxydationsmittel, vorzugsaus folgenden Bestandteilen in den angegebenen Pro- weise Ammoniumnitrat (das jedoch auch aus zentmengen hergestellt: Natriumnitrat bestehen kann), der Lösung zu und

55 rührt, bis die Klumpen gleichmäßig verteilt sind.

Ammoniumnitrat 49,55 Diese bleiben in der gesättigten Lösung in

Wasser 14,00 Suspension. Es hängt von der Temperatur ab,

Aluminium 35,00 bei der die Lösung hergestellt und/oder der

Gummiverdickungsmittel und Schlamm gewonnen wird, ob mehr oder weniger

Stabilisator 1,45 60 oder in einigen Fällen überhaupt kein trocknes

insgesamt ~KkTÖo~ Oxydationsmittel zugesetzt wird, wie dies der

' Augenschein lehrt, da die Löslichkeit weit-

Dieses Produkt ergab nach kurzem Stehenlassen gehend in Abhängigkeit von der Temperatur

einen steifen Schlamm mit einer Dichte von etwa 1,50 g schwankt.

pro cm³, einem kritischen Detonationsdurchmesser von 65 3. Dann gibt man die gesamte Menge des trocknen

63,5 mm, einer Detonationsgeschwindigkeit von etwa brennbaren Materials der oben angegebenen

5275 m pro Sekunde und einer Gesamtenergie (Q) von Mischung auf einmal zu und rührt kräftig, bis die

etwa 1900 Kalorien pro Gramm. Seine Sprengkraft Gesamtmenge der trocknen Vormischung ver-

rührt ist und das Verdickungsmittel die Mischung dicker macht. Die gesamte Mischzeil überschreitet im allgemeinen nicht die Dauer 1 Minute. 4. Die Versuchsbehälter werden mit der Mischung so rasch wie möglich gefüllt, da anderenfalls eine Vernetzung in einem solchen Ausmaße eintritt, daß der Schlamm nicht mehr fließt (dies muß etwa 2 Minuten nach der Erreichung des in Ziffer 3 beschriebenen Verdickungsstadiums erfolgen).

IO

Das Verfahren wird auf Schlämme angewendet, die in ihrer Dichtigkeit nicht verändert oder durch Zusatz von Füllstoffen wie Kügelchen aus Styroschaumstoff oder ein sonstiges inertes Material vermindert sind, das die explosiven Eigenschaften nicht beeinflußt, aber das spezifische Gewicht vermindert. Wenn solche Stoffe zugesetzt werden, liegen die Mengenverhältnisse zwischen 0,2 und 1,5 ^u/o, vorzugsweise bei 0,5 bis l°/₀· Das bevorzugte Verfahren zum Einmischen solcher Stoffe, wie im Beispiel 6 der Tabelle angegeben, ist das folgende:

Die Oxydationslösung wird so lange erhitzt, bis alle Kristalle gelöst sind. Dann wird das trockne Oxydationsmittel wie oben unter Ziffer 1 und 2 angegeben zugesetzt. Dann werden die Kügelchen aus Styroschaumstoff zugesetzt und das Ganze gerührt, bis diese gleichmäßig innerhalb der ganzen Mischung verteilt sind. Die Gesamtmenge an trocknem, brennbarem Material wird dann der Mischung auf einmal zugesetzt und, wie oben unter Ziffer 4 beschrieben, gerührt. Dann werden die Versuchsbehälter, wie oben unter Ziffer 5 beschrieben, gefüllt.

Bei der Masse nach Beispiel 6 ist die Menge des trocknen Oxydationsmittels ein wenig vermindert, um die Verwendung von Kügelchen aus Styroschaumstoff zur Erzielung einer geringen Dichte zu ermöglichen.

Das Produkt ist ein weitgehend mit Aluminium angereichterer Schlamm niedriger Dichte mit guter Detonationsempfindlichkeit. Alle Bestandteile und der Schlamm selbst sind stabil und nicht giftig. Beispiel 6 wurde in einem weiteren Ansatz von 9,07 kg unter Anwendung des gleichen Verfahrens mit ähnlichen Ergebnissen wiederholt. Der Schlamm mit geringerer Dichte besaß folgende Eigenschaften:

Dichte 1,25 g pro cm³

kritischer Durchmesser 5,08 cm

kleinste erforderliche Ladung 20,0 g von 5O/5OPen-

tolit im Vergleich mit 90 bis 100 g wie oben gezeigt

Die Mischung detonierte, wenn sie mit einer 30,06kalihrigen Flintenkugel in einer Entfernung von 22,85 m in einem verschlossenen Stahlrohr von 5,08cm Durchmesser beschossen wurde. In dieser Hinsicht ist die Masse naturgemäß nicht ganz so sicher wie das dichtere Erzeugnis.

Ein Problem, das beim Füllen von Behältern wie Bomben mit der Schlammasse auftritt, die in merklichem Ausmaß belüftet ist, stellt die Entstehung von Hohlräumen dar. Diese entwickeln sich häufig in Bomben und anderen Behältern nach dem Füllen. Wahrscheinlich auf Grund der Tatsache, daß die Schlämme notwendigerweise beim Mischen etwas belüftet werden, tritt eine Schrumpfung ein, die den Behälter teilweise ungefüllt läßt, besonders wenn dieser eine Weile lang stehengelassen wird. Dies kann durch Anwendung eines Verfahrens verhindert werden, das ein Füllen unter Druck in sich schließt.

Verschiedene andere Zusammensetzungen und Vorsuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Beispiel 3

Zusammensetzung in Gewichtsprozent

Beispiel 4 I Beispiel 5 I Beispiel 6

Hauptsächliche Oxydationslösung:

NH₄NO₃

H₂O

Guarangummi (nicht vernetzt)

Äthylenglykol

Guarangummi (vernetzt)

Trocknes brennbares Material:
(in die Lösung unter Schlammbildung eingemischt)

Aluminium von Malfeinheit

atomisiertes Aluminium

Guarangummi-Xanthan

Borsäure

Dem Schlamm zugesetzte Stoffe:

trockenes NH₄NO₀

Perlen aus Styroschaum

Dichte in Gramm pro cm³

kritischer Durchmesser in cm

Detonationsgeschwindigkeit in Metern pro

Sekunde

kleinste Ladung (50: 50 Pentolit)

Empfindlichkeit gegen eine 30,06kalibrige Flintenkugel bei einer Entfernung von 22,85 m in einem verschlossenen Stahlrohr von 5,08 cm Durchmesser

35,75

14 0,15 0,30

34 0,9 0,4

13,35

1,5 5,08

5275 20gms

nicht geprüft

35,55	35,75
14	14
0,15	0,15
0,30	0,30

0,50
34,5
0,9
0,1

14

1,50
6,35

5275
20gms

3 Versager
3 Schüsse

35
0,9
0,4

13,30

1,25
5,08

20gms
detoniert

35,55

14
0,15
0,30

0,5

34,5

0,9

0,1

13,1
0,9
1,25
5,08

20gms
detoniert

Eine weitere Masse wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt. Es versteht sich, daß Änderung in der Menge des malfeinen Aluminiums die Delonationsempfindlichkeil beeinflußt.

Beispiel 7

Rohstoff Gewichtsprozent

Ammoniumnitrat (AN) technisch

feine Teilchen 49,25

Wasser 14,0

Aluminium 35,0

a) von atomisierter Feinheit 33
bis 35

b) Flocken; Malfeinheil 0 bis 2

Äthylenglykol 0,3

handelsübliches Giiarangummi .... 0,15

verneinter Giiarangummi 0,3

Xanthangummi 0,9

Borsäure 0,1

100,0

Bei verschiedenen Temperaturen und Drücken schwankten die Dichten der Schlämme, der in den Beispielen beschriebenen allgemeinen Art, wie folgt:

10

Temperatur	Druck	Volumen	I 'ICl IIL
0C	(kg pro cm!)	in cm'1	1,40
12	0	114,0	1,57
5 12	0,77	107,8	1,61
12	1,6	106,0	1,64
12	3,43	104,0	1,49
45	1,47	114.0	1,51
45	2,1	112,0	1,53
45	2,8	111,0	1,54
45	4,2	110,0	1,55
45	5,6	109,5

Eine Flächensprengwirkung ist das Ergebnis von »5 Schlammzusammcnsetzungen verschiedener Art, einschließlich solcher gemäß der Erfindung, welche Spitzendrucke zeigen, die durch Sonden ermittelt worden sind, die in verschiedenen Abständen vom Explosionsmittelpunkt angeordnet waren. Diese sind im Vergleich zu Trinitrotoluol im folgenden labellenmäßig angegeben. Die Dichten dei Mischung (vgl. Beispiel 5) wurden variiert entweder durch Einverleiben von Ga? oder durch Zusatz von inerten Füllmitteln, nämlich Kügelchen aus Styroschaumstoff wie in den Beispielen ( und 7 angegeben.

Sondenabstand in cm

Zusammensetzung

Trinitrotoluol (Durchschnitt von
7 Versuchen)

Beispiel 1 (Durchschnitt von
7 Versuchen)

Slurry H-I (Durchschnitt von
Versuchen)

Slurry H-2 (Durchschnitt von
5 Versuchen

Slurry 1-2 (Durchschnitt von
7 Versuchen)

Slurry 1-3 (Durchschnitt von
7 Versuchen)

5,6
4,6

4,4
3,4
4,78
3,42

1,5

1,5

1,1

0,93

1,4

1,04

1,16

1,3

1,09

1,02

1,18

0,91

0,6

1,0

0,5

0,53

0,8

0,49

0,42

1.78

85,34

Spitzendruck

0,72

0.78

0,6

0,56

0,71

0,58

Impulsdruck

m/sec

1.3

1,36

0,93

0,85

1,31

1,0

Die oben als Beispiel 1, H-I und 1-2 bezeichneten Massen besaßen die gleiche allgemeine Dichte, nämlich 1,19 bis 1,25 g pro cm³. Die Zusammensetzung der Massen H-I und H-2 war nicht bekannt. Sie wurden lediglich als repräsentatives Beispiel bekannter explosiver Schlämme untersucht.

Die Masse nach Beispiel 1 erzeugte in einem Abstand von 30,5 cm einen geringeren Druck als Trinitrotoluol, in einem Abstand von 48,77 cm war er gleich oder ein wenig größer, deutlich größer in einem Abstand von 67 cm und ein wenig größer im Abstand von 85 cm. Die Schlammproben 1-2 und 1-3 waren mit Aluminium versetzt; die Wasser und Ammoniumnitrat enthaltenden Massen wiesen 25 bzw. 10% Aluminium auf.

Tn der Zusammensetzung der Massen können verschiedene Abänderungen getroffen werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verändern. Beispielsweise können Teilchen von selbstexplodierenden Stoffen wie Trinitrotoluol, RDX, Nitrocellulose usw. zugesetzi werden. Eine entschieden optimale Kraft, die insbesondere für Flächensprengzwecke überlegen ist, wird durch Kombination von etwa 45 bis 55 Gewichtsprozent eines kräftigen Oxydationsmittels, welches vorzugsweise in der Hauptsache oder mindestens zi zwei Dritteln aus Ammoniumnitrat besteht, mit 32 bi:

. 43 °/o eines feinverteilten Aluminiums erzielt, wobei eir Teil hiervon vorzugsweise in nockenform von Malfeinheit vorliegt, indem man 11 bis 18 Gewichtsprozent. vorzugsweise 13 bis 16°/o Flüssigkeit anwendet, wovon der größere Teil Wasser ist Ein wesentlicher Teil dei Flüssigkeit kann jedoch aus Grykol, Alkohol, Keton. Aldehyd oder Amid bestehen. Dieses letztere soll bei seiner Verwendung wasserlöslich oder mindestens wasserverträglich sein. Dabei muß ein Verdickungsmittel verwendet werden, das in geringen Mengenanteilen hochwirksam ist (vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 1 Gewichtsprozent), aber es können Mengenverhältnisse

11 ^ 12

bis zu 5% verwendet werden, insbesondere wenn eine bei Temperaturen, die im Gebiet deutlich unterhalb erhebliche Gelsteifheit und eine Stabilität für längere des Gefrierpunktes bis 71°C reichen, und zwar während Lagerzeit bei höheren Temperaturen gefordert wird. einer Zeitdauer von 1 Jahr oder mehr.
Diese Mengen dienen dazu, den Schlamm steif, kau- Im speziellen Fall kann die Masse etwa 10 bis 15% tschukartig und beständig zu machen. Vorgelierte 5 des Oxydationsmittels in festem Zustande enthalten, Stärke kann bei ihrer Verwendung in Mengen bis 2% d. h. abgesehen von der flüssigen Phase. Dieser feste angewendet werden. Gummiartige Verdickungsmittel Anteil ist nicht von Natur aus unlöslich, sondern nur sind vorzuziehen und sollten stark vernetzt sein. infolge der Übersättigung der Lösung. Für diese Mengenverhältnisse von 0,35 bis 1,3 Gewichtsprozent spezielle Zusammensetzung wird Ammoniumnitrat besind zu empfehlen. io vorzugt; es können jedoch bis zu 25% des Oxydations-

Zur Erzielung einer stabilen hochviskosen oder mittels Natriumnitrat sein.

kautschukarligen Konsistenz, die für die Lagerung und Die Zeichnung basiert auf den Daten des Beispiels 1 den Transport bevorzugt wird, sollten mindestens 0,5 % und der anderen Zusammensetzungen, die in der obigen eines weitgehend vernetzten Verdickungsmittels, ein- Tafel angegeben sind. Die Massen gemäß der Erlinschließlich eines Xanthangurnmis verwendet werden. 15 dung haben sich als hervorragend hinsichtlich ihrer Vorzugsweise wird mindestens ein Teil des Verdickungs- Leistung in einem Abstand von 4,88 bis 8,53 m vom mittels der Lösung zugesetzt, bevor die unlöslichen Zentrum der Explosion erwiesen. Die durch die Buch-Bestandteile hinzugefügt werden. Dies unterstützt die stäben ABCD begrenzte rechteckige Fläche wird als Verteilung einer großen Zahl feiner Gasblasen in der Untersuchungsgebiet von hauptsächlicher Bedeutung Lösung, was wiederum wesentlich zur Erhöhung der 20 angesehen. Die Wirkung von Trinitrotoluol beginn! Detonationsempfindlichkeit beiträgt, selbst bei einer mit hohem Druck im Mittelpunkt, aber dieser sinkt geringeren Verminderung der Dichte. Das Verdickungs- rasch auf einen niedrigen Druck von 0,6 kg pro cm² in mittel ist vorzugsweise ein Polysaccharid, d. h. eine einer Entfernung von 6,7 m im Vergleich mit einem Stärke oder ein Gummi mit verzögerter Wirkung, so Druck von 1,0 kg pro cm² bei einer typischen Mischung daß der Schlamm mindestens einige Sekunden nach 25 gemäß der Erfindung. Die Mischung 1-2 bestand aus dem Vermischen gepumpt oder vergossen werden einem normalen schlammförmigen Gesteinssprengstoff kann. Das Verdickungsmittel umfaßt aber auch Ver- guter Qualität für bergbauliche Zwecke. Die Mischunp bindungen, die eine hohe und beständige Viskosität in 1-3 bestand aus einem verhältnismäßig billigen: der flüssigen Phase erzeugen. Aus diesem Grunde wer- Schlammsprengstoff mit niedrigem Aluminiumgehali, den zwei Komponenten, d. h. ein vernetzter Guaran- 30 Bei Verwendung von Trinitrotoluol zeigte sich eine gummi zusammen mit einem Xanthangummi, vor- geringe Zunahme des Druckes in einem Abstand vor: zugsweise angewendet. Diese Kombination des Ver- 8,53 m gegenüber einem solchen von 6,70 m wahrdickungssyslems ist besonders wichtig, wenn das Gel scheinlich auf Grund einer Reflexion der Druckwclfür lange Zeitdauer gelagert werden soll. Es ist stabil len.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: sprengstoffen nachteilig sind, da sie eine starke Ver- minderung der Empfindlichkeit bewirken.

1. Sprengstoffmischung hoher Brisanz und hoher Schlammförmige Sprengstoffmischungen aus anorga-Gesamtenergie, bestehend aus einem viskosen nischen Oxydatoren, Aluminium, Wasser, vermischt Schlamm aus anorganischem Oxydationsmittel, 5 mit einer wasserlöslichen, flüssigen, organischen Verfeinverteiltem Aluminium, Wasser und einer mit bindung, und Verdickungsmitteln sind aus der fran-Wasser mischbaren, flüssigen, organischen Verbin- zösischen Patentschrift 1 562 346 bekannt. Schließlich dung sowie einem Verdickungsmittel, g e k e η n- ist auch aus der USA.-Patentschrift 3 214 307 bekannt, zeichnet durch einen Gehalt an zur Herstellung von Sprengstoffmischungen zunächst

a) 45 bis 55% eines starken anorganischen ¹⁰ «^{ne LÖSU}°S ,^von Ammoniumnitrat mit einem Ver-Oxydationsmittels, von dem mindestens zwei dickungsmittel zu bereiten und anschließend Alu-Drittel Ammoniumnitrat sind, mimum zuzugeben.

b) 32 bis 43% feinverteiltem Aluminium, ^{Falls nicht so} S^roße Mengen von Feststoffen ver-

c) 11 bis 18 % einer zum größeren Teil aus Was- ^{wendet werden}> ^daß die Teilchen sich gegenseitig gegen ser und aus einer wasserlöslichen, organischen ^{15 den Einfluß der} Schwerkraft abstutzen, bleiben Flüssigkeit, wie Äthylenglykol, bestehende sie in einem nicht verdickten und nicht viskosen Me-Flüssiekeit dium wie einer einfachen wäßrigen Losung von Ammo-

d) einem hitzebeständigen, gelbildenden Ver- "iumnitrat nicht lange in Suspension. Aus diesem dickungsmittel, das aus vernetztem Guaran- ^{Grunde hat man es bisher fü}* erforderlich gehalten, gummi und nichtvernetztem Xanthangummi ^{2O die flüssi}S^{e Phase zu} S^{eheren oder} '" f^nderer ^^{eise zu} besteht, der durch bakterielle Wirkung aus verdicken. Verdickungsmittel der bekannten Art wie einem Polysaccharid hergestellt ist " Guarangummi, Stärke usw., gegebenenfalls unter Zusatz von Vernetzungsmitteln, bewahren im allgemeinen

2. Sprengstoffmischung nach Anspruch 1, da- nicht ihre ursprüngliche Viskosität, insbesondere durch gekennzeichnet, daß das gelbildende Ver- 25 während längerer Lagerung unter erschwerten Tempedickungsmittel aus etwa 0,15% nichtvernetztem raturbedingungen. Für militärische Zwecke müssen Guarangummi, etwa 0,3% eines vernetzten Gua- derartige Massen mechanisch ebenso wie chemisch rangummis und etwa 0,9% eines Xanthangummis innerhalb eines Temperaturgebietes stabil sein, das von besteht, der durch bakterielle Wirkung aus einem einer Temperatur deutlich unter dem Gefrierpunkt bis Polysaccharid gewonnen ist. 30 zu tropischen und Wüstensonnentemperaturen von 55

3. Sprengstoffmischung nach Anspruch 1, da- bis sogar zu 71⁰C reicht. Ein Gegenstand der Erfindung durch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich noch iner- ist es, eine solche Lagerungsstabilität zu ermöglichen. tes Füllmaterial in Mengen von 0,2 bis 1,5 Ge- Hochbrisonte Sprengstoffe wie Trinitrotoluol werwichtsprozent, gerechnet auf die Gesamtmasse, den in militärischen Granaten, Bomben u. dgl. zur enthält. 35 Verwendung gegen harte Ziele wie Beton- und Stahl-

4. Sprengstoffmischung nach Anspruch 3, da- bauten, Fahrzeuge u. dgl. verwendet, wobei ein bedurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 1 Gewichts- sonders hoher Zerstörungseffekt im Zentrum der prozent Styroporkügelchen enthält. Detonation oder in seiner unmittelbaren Nähe er-

5. Verfahren zur Herstellung einer Sprengstoff- forderlich ist. Der Einschlag des Projektils und seine mischung nach den vorhergehenden Ansprüchen, 40 Detonation müssen bei oder in unmittelbarer Nähe solbei dem zunächst eine Lösung von Ammonnitrat eher Aufbauten erfolgen, um wirksam zu sein. Trinitromit einem Verdickungsmittel hergestellt und an- toluol hat eine Detonationsgeschwindigkeit von etwa schließend feinverteiltes Aluminium zugegeben 7000 m pro Sekunde. Unter günstigen Bedingungen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in die entwickelt es einen Detonationsdruck bis etwa Ammonnitrat bis zur Sättigung und Verdickungs- 45 157 500 kg pro cm².

mittel in Mengen zwischen 0,1 und 2 Gewichtspro- Zyklotol, das aus granuliertem Cyclotrimethylenzent enthaltende Lösung 32 bis 43 Gewichtsprozent, trinitramin »RDX« bestellt, das im geschmolzenen gerechnet auf die Gesamtmasse, feinverteiltes, metal- Trinitrotoluol aufgeschlämmt und durch anschließendes lisches Aluminium und Xanthangummi, der durch Gießen der Ladung gebildet ist, erzeugt sogar noch bakterielle Wirkung aus einem Polysaccharid her- 50 größere Detonationsdrucke als Trinitrotoluol. Migestellt ist, zusetzt, der Lösung weiterhin minde- schlingen dieser Art sind auch mit bestimmten Mengen stens 10% eines in der Hauptsache aus Ammo- feinverteilten Aluminiums kombiniert worden, um niumnitrat bestehenden festen Oxydationsmittelszu- ihre Energie zu vergrößern und hierbei eine hohe Brimischl, die Masse zu einer glatten Mischung ver- sanz oder Zerstörungskraft zu erzielen, rührt und sie vor dem völligen Dick werden in Bc- 55 Obwohl diese üblichen militärischen Sprengstoffe für hälter abfüllt. harte Ziele in einem begrenzten Bereich geeignet sind,